材料的熱膨脹85212

第一章材料的熱學性能1精選ppt本章內容熱容熱膨脹熱傳導熱穩(wěn)定性2精選ppt第二節(jié)材料的熱膨脹

熱膨脹的本質與其他物理性能的關系影響因素熱膨脹測量方法熱膨脹的工程應用3精選ppt1.熱膨脹的物理本質什么是熱膨脹？熱膨脹系數熱膨脹的物理本質4精選ppt熱膨脹系數溫度每平均升高1個單位，長度的相對變化量。平均線膨脹系數微分線膨脹系數體膨脹系數ttt1t2各向同性各向異性5精選ppt部分材料的線性膨脹系數

材料名稱

αl/10-6K-1溫度范圍AlTiCrFeNiCuWInvar合金6Ni-Fe鑄鐵黃銅SiAl2O3SiCSi3N4石英玻璃24.99.210.6016.717.117.185.190~210.5~1218.5~216.958.84.72.70.5303~573153~1133523~753303~1123693~12633731573293~373273~473293~573273~373273~1273273~1273273~1273273~12736精選ppt某些無機材料的熱膨脹系數與溫度之間的關系無機材料的線膨脹系數一般都不大7精選ppt物理本質（作用力曲線解釋）原子熱振動是非線性的！溫度升高，原子振動激烈。原子向右移動的幅度更大一些，導致振動中心右移。

0K時，原子處在平衡位置。8精選ppt物理本質（勢能曲線解釋）勢能曲線是不對稱的！

0K時，原子的勢能最低。溫度升高，原子的勢能增加。勢能曲線的不對稱，使振動中心右移。9精選ppt材料熱膨脹的本質:在于晶格點陣實際上在作非簡諧振動，晶格振動中相鄰質點間的作用力實際上是非線性的，點陣能曲線也是非對稱的。理想狀態(tài)實際狀態(tài)10精選ppt第二節(jié)材料的熱膨脹熱膨脹的本質

與其他物理性能的關系影響因素熱膨脹測量方法熱膨脹的工程應用11精選ppt2.與其他物理性能的關系體膨脹與定容熱容成正比，并且它們有相似依賴關系。1、與熱容的關系格律乃森定律12精選pptAl2O3的熱容和膨脹系數隨溫度的變化13精選ppt金屬的結合能越大，熔點越高，其膨脹系數越小。2、與結合能、熔點的關系對所有的純金屬（a、b是常數）14精選ppt幾種材料的線膨脹系數、結合能與熔點15精選ppt3、與結構的關系對結構緊密的晶體，膨脹系數較大。而對無定形的玻璃，膨脹系數較小。溫度升高時發(fā)生的晶型轉變，也會引起膨脹系數的改變。16精選pptZrO2陶瓷的熱膨脹曲線1000℃時單斜晶型四方晶型發(fā)生體積收縮4%17精選ppt4.與相變的關系一級二級18精選ppt第二節(jié)材料的熱膨脹熱膨脹的本質與其他物理性能的關系

影響因素熱膨脹測量方法熱膨脹的工程應用19精選ppt3.影響熱膨脹性能的因素相變的影響成分和組織的影響各向異性的影響20精選ppt相變的影響一級相變：體積突變，有相變潛熱。二級相變：無體積突變和相變潛熱；但膨脹系數和比熱容有突變。直接用熱膨脹實驗分析用熱膨脹實驗可以研究二級相變21精選ppt二級相變同素異構體轉變有序—無序轉變溫度變化時發(fā)生的晶型轉變Fe：α相β相Cu-Au合金22精選ppt化學成分的影響固溶體的熱膨脹系數略低于按直線規(guī)律計算的值。Cu–Au合金固溶體的膨脹系數020406080100rE/%αlCu–Au合金膨脹系數23精選ppt兩相材料熱膨脹系數計算值的比較

多相合金體的膨脹系數主要取決于組成相的性質和數量內應力抑制了熱膨脹24精選ppt第二節(jié)材料的熱膨脹熱膨脹的本質與其他物理性能的關系影響因素

熱膨脹測量方法熱膨脹的工程應用25精選ppt4.熱膨脹的測量光學膨脹儀電測試膨脹儀機械式膨脹儀光杠桿膨脹儀光干涉法電感式膨脹儀電容式膨脹儀千分表式膨脹儀杠桿式膨脹儀光杠桿式膨脹儀原理圖光底片標準試樣待測試樣26精選ppt熱膨脹測試儀（德國耐馳公司）測試原理：將樣品放入爐體內，施一定溫度程序，此時樣品長度的變化通過推桿傳遞到左側的檢測單元，并由位移傳感器測量得到結果。材料學院A306室27精選ppt一、技術參數：

1.升降溫速率：0-50K/min

2.測量范圍：500／5000μm

3.樣品長度：最大50mm樣品直徑：最大12mm

4.ΔL分辨率：0.125nm/1.25nm

5.樣品支架：石英支架（<1100℃），氧化鋁支架（<1700℃），石墨支架（2000℃）

二、主要特點：

1.DIL提供多種類型的樣品支架與爐體配置。

2.提供各種配件使測試更靈活方便。

3.提供速率控制燒結軟件（RCS）。

4.提供c-DTA功能，可通過圖譜分析計算得到差熱DTA曲線。

三、應用領域：

可測量固體、熔融金屬、粉末、涂料等各類樣品，廣泛應用于無機陶瓷、金屬材料、塑膠聚合物、建筑材料、涂層材料、耐火材料、復合材料等領域。德國耐馳

DIL402C熱膨脹儀28精選ppt熱膨脹儀典型圖譜29精選ppt第二節(jié)材料的熱膨脹熱膨脹的本質與其他物理性能的關系影響因素

熱膨脹測量方法

熱膨脹的工程應用30精選ppt5.熱膨脹的工程應用1、熱膨脹的工程意義陶瓷工業(yè)薄膜生長航天器的設計金屬的表面改性施釉要求釉層的膨脹系數比坯體要小為什么？結合后面涉及到的熱應力知識進行解釋?？敬裳牢C械（MENS）領域31精選ppt熱膨脹在工程中的意義

熱膨脹系數是材料的一項重要熱學性能指標，在實際工程應用中具有重要意義。1)是決定材料抗熱震性的主要因素。2)陶瓷坯上釉，二者α應匹配。釉α適當小于坯，燒結冷卻過程中，釉層收縮小，使釉層中存在壓應力，提高釉層強度，防止裂紋產生。小的太多也不行，會使釉層脫落。3)集成電路、電子管、特種燈生產中。4)復合材料制備。5)精密儀器儀表。32精選ppt材料的種類（依據熱膨脹系數）高熱膨脹材料零熱膨脹材料負熱膨脹材料金屬材料、高分子材料，具有較高的彈性和塑性。形狀記憶合金、智能材料、微型機械等合金材料、陶瓷材料航空航天、精密儀表等領域航空航天、光電子精密儀器制造等領域陶瓷材料33精選ppt2、熱膨脹分析的應用膨脹分析對研究鋼在加熱、等溫、連續(xù)冷卻和回火過程中的轉變非常有效。確定鋼的組織轉變點研究加熱轉變34精選ppt小結熱